สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีหน่วยย่อย คือ เซลล์ซึ่งมีธาตุชนิดต่าง ๆ ทั้งที่เป็นโลหะและอโลหะ เช่น โซเดียม คาร์บอน ออกซิเจน ซึ่งธาตุเหล่านี้ประกอบกันเข้าเป็นสารเคมีอินทรีย์ที่เรียกว่า สารชีวโมเลกุล (bio-molecule) อันเป็นองค์ประกอบหลักของเซลล์ที่นอกเหนือจากน้ำ สารชีวโมเลกุลเหล่านี้เมื่อเกิดการรวมกันหรือกระทบกันทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นภายในเซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงลักษณะของสาร เรียกว่า กิจกรรมของชีวโมเลกุล (biomolecular activity) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการทำงานร่วมกันอย่างมีระเบียบแบบแผนของชีวโมเลกุลเป็นรากฐานที่ทำให้เซลล์มีชีวิต สารชีวโมเลกุลที่สำคัญต่อการมีชีวิต มีหลายชนิด เช่น โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน อาร์เอ็นเอ (RNA) ดีเอ็นเอ (DNA) สารชีวโมเลกุลเหล่านี้มีจำนวนมากมายและมีการทำงานที่สัมพันธ์และเชื่อมโยงกันระหว่างชีวโมเลกุลภายในเซลล์อย่างซับซ้อน การมีชีวิตของเซลล์จะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างสารชีวโมเลกุลเหล่านี้ นอกจากนี้ยังอาจขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ระหว่างสารชีวโมเลกุลกับสภาวะแวดล้อมด้วย